特許 7598490 伝送線路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-03

(45)【発行日】2024-12-11

(54)【発明の名称】伝送線路

(51)【国際特許分類】

   H01P 5/08 20060101AFI20241204BHJP

   H01P 3/00 20060101ALI20241204BHJP

【ＦＩ】

H01P5/08 C

H01P3/00 101

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023569048

(86)(22)【出願日】2022-07-29

(86)【国際出願番号】 JP2022029297

(87)【国際公開番号】W WO2023119706

(87)【国際公開日】2023-06-29

【審査請求日】2024-04-10

(31)【優先権主張番号】P 2021207428

(32)【優先日】2021-12-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】上道 雄介

【審査官】白井 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２２２１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３３６７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２３２１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２１６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１０７２０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｐ ５／０８

Ｈ０１Ｐ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘電体製の基板と、
前記基板に設けられた第１のコプレナ線路であって、前記基板の一方の主面に設けられた第１の信号線パターンと、前記第１の信号線パターンを挟み込む第１のコプレナパターンと、を備えた第１のコプレナ線路と、
前記基板に設けられた二導体線路であって、前記第１の信号線パターンと導通し、且つ、前記基板の前記一方の主面から他方の主面まで貫通する第１のスルービアと、地導体と、を備えた二導体線路と、を備えており、
前記基板の前記他方の主面のうち、少なくとも前記第１の信号線パターンと重なる領域には凹部が形成されており、
前記基板の他方の主面及び前記凹部の表面に設けられ、且つ、前記第１の信号線パターンと対向する地導体パターンを更に備え、
前記凹部の表面に設けられた前記地導体パターンは、前記第１のコプレナ線路とともにグランデッドコプレナ線路を構成し、
前記地導体は、前記一方の主面から前記他方の主面まで貫通する１又は複数の第２のスルービアであって、前記第１のコプレナパターンと前記他方の主面に形成された前記地導体パターンとを短絡する１又は複数の第２のスルービアであり、
前記第１のスルービアと、前記１又は複数の第２のスルービアとの最短距離は、前記第１のスルービアと、前記凹部との最短距離よりも短い、
ことを特徴とする伝送線路。

【請求項2】

前記第１のコプレナパターンと、前記地導体パターンのうち前記凹部の底面に設けられた部分とを短絡する一対の第３のスルービアであって、前記第１の信号線パターンを挟み込むように設けられた一対の第３のスルービアを更に備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載の伝送線路。

【請求項3】

前記一対の第３のスルービアの各々は、それぞれ、平面視において、前記第１のコプレナパターンに包含される領域のうち前記第１の信号線パターンに近接する領域に設けられている、
ことを特徴とする請求項２に記載の伝送線路。

【請求項4】

前記凹部は、平面視において、前記基板の前記他方の主面のうち、前記第１の信号線パターン及び前記第１のコプレナパターンと重なる領域に形成されており、
前記１又は複数の第２のスルービアは、前記第１のスルービアを挟み込むように設けられた一対の第２のスルービアであり、
前記第１のスルービアと前記凹部との最短距離と、前記一対の第２のスルービアと前記凹部との最短距離とは、異なっている、
ことを特徴とする請求項１に記載の伝送線路。

【請求項5】

前記凹部は、平面視において、前記基板の前記他方の主面のうち、前記第１の信号線パターン及び前記第１のコプレナパターンと重なる領域に形成されており、
前記１又は複数の第２のスルービアは、前記第１のスルービアを挟み込むように設けられた一対の第２のスルービアであり、
前記凹部の側面であって、前記第１のスルービア及び前記一対の第２のスルービアに近接する側面は、前記第１のスルービアと近接する部分が前記一対の第２のスルービアと近接する部分よりも引っ込んでいる、
ことを特徴とする請求項１に記載の伝送線路。

【請求項6】

前記基板の前記他方の主面のうち、少なくとも前記第１の信号線パターンと重なる領域には凹部が形成されており、
前記地導体パターンが、前記凹部の表面に設けられ、
前記地導体は、前記地導体パターンのうち、前記凹部の側面であって、前記第１のスルービアに近接する側面に設けられた部分である、
ことを特徴とする請求項１に記載の伝送線路。

【請求項7】

平面視において、前記基板の前記他方の主面のうち、前記第１のスルービアを包含する領域には信号端子として機能する導体パッチであって、前記地導体パターンとは離間した導体パッチが設けられている、
ことを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載の伝送線路。

【請求項8】

前記他方の主面に設けられた第２のコプレナ線路であって、前記第１のスルービアと導通している第２の信号線パターン及び前記第２の信号線パターンを挟み込む第２のコプレナパターンを備えたコプレナ線路を更に備えている、
ことを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載の伝送線路。

【請求項9】

前記第２のコプレナ線路の前記第２の信号線パターンは、前記第１のコプレナ線路の前記第１の信号線パターンと略平行であり、且つ、前記第１のコプレナ線路の前記第１の信号線パターンから遠ざかる方向に延伸されており、
前記第２のコプレナパターンは、前記第２のコプレナ線路の前記第２の信号線パターンを少なくとも３方から取り囲んでおり、
前記第２のコプレナ線路の前記第２の信号線パターンと前記第２のコプレナパターンとの間隔は、前記第２のコプレナ線路の前記第２の信号線パターンの一方の端部であって、前記凹部側の端部において最も広い、
ことを特徴とする請求項８に記載の伝送線路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、伝送線路に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１の図１～図４には、電磁気的に結合した２つのマイクロストリップ線路を用いたフィルタ装置が開示されている。このフィルタ装置は、誘電体製の基板と、基板の一方の主面に設けられた一対の信号線（特許文献１においては、スタブ６ａ，６ｂ及びパッチ８ａ，８ｂと呼ばれている）と、基板の他方の主面に設けられた地導体と（特許文献１においては、地導体層１０と呼ばれている）と、一対の入出力構造（特許文献１においては、入出力タップ１４ａ，１４ｂ及びメタライズされた孔と呼ばれている）と、を備えている。スタブ６ａ，６ｂは、帯状の導体パターンである。入出力タップ１４ａ，１４ｂの各々は、それぞれ、スタブ６ａ，６ｂの中途区間から突出するように設けられた導体パターンである。

【0003】

このフィルタ装置を実装基板に実装する場合、通常、このフィルタ装置の基版の他方の主面（信号線が設けられた主面と反対側の主面）を実装基板の一方の主面に対向させる。そのため、入出力タップ１４ａ，１４ｂの端部のうち、スタブ６ａ，６ｂに接続されている側と逆側の端部の近傍には、基板の一対の主面同士を貫通するスルービア（特許文献１においては、メタライズされた孔と呼ばれている）が設けられている。このように、入出力タップ１４ａ，１４ｂの各々にスルービアが接続されていることによって、フィルタ装置の基板における他方の主面側から、フィルタ装置に対して高周波を供給することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】米国特許第５３４３１７６号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述したような入出力構造においては、伝送させる高周波の周波数が高ければ高いほど反射損失が大きくなりやすいという問題がある。この入出力構造においては、伝送線路とはいえない１本のスルービアが、基板の一対の主面間における高周波の伝送を担っているためである。

【0006】

本発明の一態様は、上述した課題に鑑みなされたものであり、その目的は、基板の一対の主面間において高周波を伝送させる伝送線路において、特許文献１のフィルタ装置が備えている入出力構造と比較して、反射損失を抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る伝送線路は、誘電体製の基板と、前記基板に設けられた第１のコプレナ線路であって、前記基板の一方の主面に設けられた第１の信号線パターンと、前記第１の信号線パターンを挟み込む第１のコプレナパターンと、を備えた第１のコプレナ線路と、前記基板に設けられた二導体線路であって、前記第１の信号線パターンと導通し、且つ、前記基板の前記一方の主面から他方の主面まで貫通する第１のスルービアと、地導体と、を備えた二導体線路と、を備えている。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、基板の一対の主面間において高周波を伝送させる伝送線路において、特許文献１のフィルタ装置が備えている入出力構造と比較して、反射損失を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る伝送線路の斜視図である。

【図2】（ａ）～（ｃ）の各々は、それぞれ、図１に示した伝送線路の底面図、平面図、及び背面図である。

【図3】図１に示した伝送線路の断面図である。（ａ）は、図１の（ａ）に示したＡ－Ａ’線及びｚ軸に沿った断面を示し、（ｂ）は、図１の（ａ）に示したＢ－Ｂ’線及びｚ軸に沿った断面を示している。

【図4】（ａ）は、図１に示した伝送線路の第１の変形例の背面図であり、（ｂ）は、第１の変形例の底面図である。

【図5】図１に示した伝送線路の第２の変形例の底面図である。

【図6】図１に示した伝送線路の第３の変形例の底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

〔伝送線路〕
＜概要＞
本発明の一実施形態に係る伝送線路１について、図１～図３を参照して説明する。図１は、伝送線路１の斜視図である。図２の（ａ）～（ｃ）の各々は、それぞれ、図１に示した伝送線路の底面図、平面図、及び背面図である。図３は、伝送線路１の断面図である。図３の（ａ）は、図１の（ａ）に示したＡ－Ａ’線及びｚ軸に沿った断面を示す、（ｂ）は、図１の（ａ）に示したＢ－Ｂ’線及びｚ軸に沿った断面を示している。

【0011】

伝送線路１は、特許文献１に記載のフィルタ装置や、国際出願番号PCT/JP2021/011615に記載のフィルタ装置などに代表されるフィルタ装置の入出力構造として好適に用いることができる。伝送線路１をこのようなフィルタ装置の入出力構造として用いる場合、フィルタ装置は、伝送線路１と一括して１つの基板に設けられる。

【0012】

本実施形態においては、フィルタ装置を、実装基板の一方の主面に、且つ、基板の他方の主面と、実装基板の一方の主面とが近接して対向するように、実装されることを想定している。この場合、フィルタ装置においてフィルタ機能を実現するための導体パターンは、基板の一対の主面のうち、実装基板から遠い側の主面に設けられる。伝送線路１は、基板の一対の主面のうち、実装基板に近接する側の主面からフィルタ装置に対して高周波を供給することを想定している。

【0013】

なお、本実施形態では、フィルタ装置の透過帯域の中心周波数として６０ＧＨｚを採用している。ただし、フィルタ装置の透過帯域の中心周波数は、６０ＧＨｚに限定されず、たとえば、３０ＧＨｚ以上７５ＧＨｚ以下の帯域内において適宜定めることができる。伝送線路１は、フィルタ装置の透過帯域の中心周波数におけるロスをできるだけ低減できるように、その構造及び各部のサイズを最適化されている。

【0014】

＜構成＞
伝送線路１は、図１に示すように、基板１０と、コプレナ線路２０と、二導体線路３０と、コプレナ線路４０と、を備えている。コプレナ線路２０、二導体線路３０、及びコプレナ線路４０は、何れも、基板１０に設けられている。本願明細書において、二導体線路とは、信号線を構成する導体、及び、グランドを構成する導体、という２つの機能が異なる導体を備えている高周波伝送線路を指す。本願明細書において、二導体線路のグランドは、１つの導体により構成されていてもよいし、複数の導体により構成されていてもよい。グランデッドコプレナ線路、コプレナ線路、及び、マイクロストリップ線路は、何れも二導体線路の一例である。なお、二導体線路３０は、典型的なグランデッドコプレナ線路、コプレナ線路、及び、マイクロストリップ線路の何れとも異なり、基板１０の厚み方向に高周波を伝搬させる高周波伝送線路である。そのため、二導体線路３０については、二導体線路と称する。

【0015】

なお、図５を参照して後述する伝送線路１の第２の変形例のように、本発明の一態様においては、伝送線路１のコプレナ線路４０が備えている信号線パターン４１に代えて導体パッチ４１Ｂを用いることもできる。すなわち、本発明の一態様においては、コプレナ線路４０を省略することもできる。なお、図１は、伝送線路１のポイントとなる構成を抜粋して示しているに過ぎない。基板１０は、図１に図示する座標系のｘ軸方向及びｙ軸方向の何れにも延伸されている。また、コプレナ線路２０は、図１に図示されている範囲に留まらない。コプレナ線路２０は、二導体線路３０に接続される側と逆側の端部がｘ軸負方向側に延伸されている。また、コプレナ線路４０は、図１に図示されている範囲に留まらず、二導体線路３０に接続される側と逆側の端部がｘ軸正方向側に延伸されている。なお、図１に図示されている範囲外であって、ｘ軸負方向側の領域において、コプレナ線路２０（グランデッドコプレナ線路）は、コプレナ線路に接続されていてもよい。すなわち、後述する凹部１３のｘ軸方向に沿った長さは、後述する信号線パターン２１及びコプレナパターン２２，２３のｘ軸方向に沿った長さよりも短くてもよい。また、上述したように、基板１０には、フィルタ装置が設けられていてもよい。

【0016】

（基板）
基板１０は、誘電体製の板状部材である。本実施形態では、基板１０を構成する誘電体として石英ガラスを用いている。ただし、基板１０を構成する誘電体は、石英ガラスに限定されず、適宜選択することができる。石英ガラスに代表されるガラス以外の誘電体としては、抵抗率が高い半導体や、樹脂などが挙げられる。抵抗率が高い半導体は、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）に代表される化合物半導体であってもよいし、シリコンであってもよい。樹脂の一例としては、フッ素樹脂が挙げられる。また、基板１０を構成する誘電体は、フッ素化合物であってもよい。

【0017】

本実施形態において、基板１０の厚みは、４００μｍである。ただし、基板１０の厚みは、４００μｍに限定されず、適宜定めることができる。

【0018】

基板１０の一対の主面１１，１２のうち、図１に示した状態において、上側に位置する主面を主面１１と称し、下側に位置する主面を主面１２と称する。

【0019】

また、図１に図示している座標系では、主面１１，１２の法線方向であって、主面１２から主面１１へ向かう方向をｚ軸正方向と定め、後述するコプレナ線路２０の信号線パターン２１が、後述する二導体線路３０に向かって延伸されている方向をｘ軸正方向と定め、ｘ軸正方向及びｚ軸正方向とともに右手系の直交座標系を構成する方向をｙ軸正方向と定めている。

【0020】

基板１０の主面１２のうち、少なくとも後述する信号線パターン２１の一部と重なる領域には凹部１３が形成されている。本実施形態において、凹部１３は、信号線パターン２１の一部に加えて、コプレナパターン２２，２３の各々の一部と重なるように構成されている（図２の（ａ）及び（ｂ）参照）。
凹部１３は、主面１１及び主面１２と平行な底面１３１と、底面１３１と垂直な側面と、により構成されている。以下において、側面のうち、後述する二導体線路３０に近接する側面を側面１３２と称する。

【0021】

（第１のコプレナ線路）
コプレナ線路２０は、図１、図２の（ａ）、及び、図３の（ａ）に示すように、基板１０に設けられた二導体線路である。コプレナ線路２０は、信号線パターン２１と、コプレナパターン２２，２３と、を備えている。
信号線パターン２１及びコプレナパターン２２，２３は、基板１０の主面１１に設けられている。信号線パターン２１は、第１の信号線パターンの一例である。コプレナパターン２２，２３は、第１のコプレナパターンの一例である。

【0022】

信号線パターン２１は、コプレナ線路２０の信号線として機能する。

【0023】

コプレナパターン２２，２３の各々は、信号線パターン２１を挟み込むように設けられている。
地導体パターン４２は、主面１２の一部と、凹部１３の表面（底面１３１および側面）とを覆うように設けられた導体パターンである（図２の（ｂ）及び図３の（ａ）参照）。

【0024】

信号線パターン２１は、基板１０及びコプレナパターン２２，２３とともにコプレナ線路を構成する。しかも、主面１２をｚ軸負方向側から平面視した場合に凹部１３と重なる領域においては、信号線パターン２１は、基板１０と、コプレナパターン２２，２３と、地導体パターン４２のうち、凹部１３の底面１３１に設けられた部分とともにグランデッドコプレナ線路を構成する。なお、以下において「平面視」とは、主面１１をｚ軸正方向側から平面視すること、及び、主面１２をｚ軸負方向側から平面視すること、の何れかを指す。
信号線パターン２１、及び、コプレナパターン２２，２３は、導体製の薄膜である。本実施形態では、信号線パターン２１、及び、コプレナパターン２２，２３を構成する導体として銅を採用している。

【0025】

同様に、地導体パターン４２、及び、後述する信号線パターン４１も、導体製の薄膜である。本実施形態では、信号線パターン４１、及び、地導体パターン４２を構成する導体として銅を採用している。

【0026】

ただし、信号線パターン２１、コプレナパターン２２，２３、信号線パターン４１、及び、地導体パターン４２を構成する導体は、銅に限定されず、適宜選択することができる。

【0027】

信号線パターン２１、及び、コプレナパターン２２，２３は、主面１１を覆う導体膜（本実施形態においては、銅製の膜）を形成したうえで、所望の形状になるようにパターニングを実施することにより得られる。また、信号線パターン４１、及び、地導体パターン４２は、主面１２に凹部１３を形成したうえで、主面１２及び凹部１３の表面を覆う導体膜（本実施形態においては、銅製の膜）を形成し、当該導体膜を所望の形状になるようにパターニングを実施することにより得られる。なお、信号線パターン４１と地導体パターン４２との間には、導体膜を除去した領域が設けられている。したがって、信号線パターン４１と地導体パターン４２とは、絶縁されている。

【0028】

コプレナ線路２０において、コプレナパターン２２と、地導体パターン４２のうち凹部１３の底面１３１に設けられた部分とは、スルービア４３により短絡されており、コプレナパターン２３と、地導体パターン４２のうち凹部１３の底面１３１に設けられた部分とは、スルービア４４により短絡されている。スルービア４３，４４は、一対の第３のスルービアの一例である。
スルービア４３，４４は、主面１１から底面１３１まで基板１０を貫通する貫通孔の内壁に、導体膜（本実施形態においては、銅製の膜）を形成することにより得られる。したがって、スルービア４３，４４は、導体製の筒状部材である。

【0029】

ただし、スルービア４３，４４は、前記貫通孔の内部に導体を充填することによっても得られる。この場合、スルービア４３，４４は、導体製の柱状部材である。

【0030】

図２の（ｃ）、図３の（ａ）、及び、図３の（ｂ）に示すように、底面１３１は、略平坦（本実施形態においては平坦）である。

【0031】

図２の（ｂ）に示すように、主面１２を平面視した場合、スルービア４３，４４が設けられている領域は、凹部１３が設けられている領域に包含されている。より詳しくは、主面１２を平面視した場合、スルービア４３，４４の各々は、それぞれ、コプレナパターン２２，２３に包含されている領域のうち信号線パターン２１に近接する領域（換言すれば、信号線パターン２１側の領域）に設けられている。したがって、スルービア４３，４４は、コプレナパターン２２，２３と、地導体パターン４２のうち凹部１３の底面１３１に設けられた部分とを短絡する。また、スルービア４３，４４は、信号線パターン２１を挟み込むように設けられている。
（二導体線路）
二導体線路３０は、図１に示すように、スルービア３１と、スルービア３２，３３と、を備えている。スルービア３１は、第１のスルービアの一例であり、スルービア３２，３３は、地導体の一例であり、且つ、１又は複数の第２のスルービアの一例である。
スルービア３１、及び、スルービア３２，３３は、主面１１から主面１２まで基板１０を貫通する貫通孔の内壁に、導体膜（本実施形態においては、銅製の膜）を形成することにより得られる。したがって、スルービア３１、及び、スルービア３２，３３は、導体製の筒状部材である。

【0032】

ただし、スルービア３１、及び、スルービア３２，３３は、前記貫通孔の内部に導体を充填することによっても得られる。この場合、スルービア３１、及び、スルービア３２，３３は、導体製の柱状部材である。

【0033】

本実施形態においては、１又は複数の第２のスルービアの一例として２本のスルービア３２，３３を用いている。ただし、スルービア３２，３３のうち何れか１本を省略してもよいし、３本以上のスルービアを用いて第２のスルービアを構成することもできる。ただし、スルービア３１と第２のスルービアとの間に生じるキャパシタンスの分布における対称性を高めるためには、第２のスルービアをできるだけ高い対称性を有するように配置することが好ましい。

【0034】

（第２のコプレナ線路）
コプレナ線路４０は、図２の（ｂ）に示すように、主面１２に設けられている。コプレナ線路４０は、信号線パターン４１と、地導体パターン４２の一部により構成されている第２のコプレナパターンとを備えている。
信号線パターン４１は、第２の信号線パターンの一例である。信号線パターン４１は、一端である端部４１１の近傍がスルービア３１と導通している。信号線パターン４１は、信号線パターン２１と略平行（本実施形態においては平行）であり、且つ、信号線パターン２１から遠ざかる方向（図２の（ａ）及び（ｂ）においては、ｘ軸正方向）に延伸されている。
地導体パターン４２は、信号線パターン４１の長辺（図２に図示した座標系においてｘ軸方向に沿った辺）と、端部４１１と、を三方向から取り囲むように設けられている。上述したように、地導体パターン４２は、主面１２の一部と、凹部１３の表面（底面１３１および側面）とを覆うように設けられた導体パターンである（図２の（ｂ）及び図３の（ａ）参照）。地導体パターン４２は、信号線パターン４１を、挟み込むことに加えて３方から取り囲むようにパターニングされている。このように構成された地導体パターン４２の一部分は、第２のコプレナパターンの一例である。

【0035】

伝送線路１においては、信号線パターン４１と地導体パターン４２との間隔Ｄ６は、端部４１１において最も広くなるように構成されている。すなわち、信号線パターン４１の長辺における間隔Ｄ６は、端部４１１における間隔Ｄ６よりも狭い。なお、図２の（ｂ）においては、端部４１１における間隔Ｄ６を図示している。

【0036】

なお、信号線パターン４１、及び、地導体パターン４２を構成する導体膜については、コプレナ線路２０の項における説明と同じなので、ここでは、その説明を省略する。

【0037】

（スルービア及び凹部の配置）
伝送線路１においては、図２の（ａ）に示すように、スルービア３１とスルービア３２との最短距離である距離Ｄ１は、スルービア３１と凹部１３との最短距離である距離Ｄ２よりも短い構成を採用している。距離Ｄ２は、主面１２をｚ軸負方向側から平面視した場合に、スルービア３１と凹部１３の側面１３２との間隔である。なお、伝送線路１は、図２の（ａ）に示すＡ－Ａ’線及びｚ軸に沿った面を対称面として、鏡映対称となるように構成されている。したがって、伝送線路１において、スルービア３１とスルービア３３との最短距離は、距離Ｄ１と等しく、距離Ｄ２よりも短い。
また、伝送線路１においては、図２の（ｂ）に示すように、スルービア３２，３３同士の最短距離である距離Ｄ４と、スルービア４３，４４同士の最短距離である距離Ｄ５とは、異なっている構成を採用している。図２の（ｂ）に示す伝送線路１においては、距離Ｄ４が距離Ｄ５よりもわずかに大きい。
また、図２の（ａ）に示すように、主面１１を平面視した場合において、伝送線路１では、スルービア３１と凹部１３との最短距離である距離Ｄ２と、スルービア３２，３３の各々と、凹部１３との最短距離である距離Ｄ３とが等しい構成を採用している。ただし、距離Ｄ２と、距離Ｄ３とは、異なっていてもよい。図２の（ａ）に示したＣ－Ｃ’線であって、ｘ軸方向と平行なＣ－Ｃ’線上において、スルービア３２の中心を移動させることによって、距離Ｄ１を変化させることができる。距離Ｄ１は、コプレナ線路２０と二導体線路３０とのインピーダンス整合を図る場合の設計パラメータの１つである。距離Ｄ１を設計パラメータとしてコプレナ線路２０と二導体線路３０とのインピーダンス整合を図る場合、多くの場合、距離Ｄ２と距離Ｄ３とは異なる値を取る。同様に、スルービア３３においても、図２の（ａ）に示すＤ－Ｄ’線上において中心を移動させることによって、スルービア３１とスルービア３３との最短距離を変化させることができる。

【0038】

〔第１の変形例〕
伝送線路１の第１の変形例である伝送線路１Ａについて、図４を参照して説明する。図４の（ａ）は、伝送線路１Ａの背面図であり、図４の（ｂ）は、伝送線路１Ａの底面図である。なお、説明の便宜上、伝送線路１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0039】

図２の（ｂ）及び（ｃ）に示す伝送線路１では、信号線パターン２１の一部と、コプレナパターン２２，２３の各々の一部と、重なる領域に１つの凹部１３が形成されている。

【0040】

それに対して、伝送線路１Ａでは、図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、主面１２のうち少なくとも信号線パターン２１と重なる領域に、３つの凹部１３１Ａ，１３２Ａ，１３３Ａからなる凹部群１３Ａが設けられている。凹部１３１Ａ，１３２Ａ，１３３Ａの各々は、それぞれ、信号線パターン２１、コプレナパターン２２、及び、コプレナパターン２３の一部と重なる領域に設けられている。なお、本変形例においては、主面１２及び凹部群１３Ａの表面に形成されている導体膜を地導体パターン４２Ａと称する。また、凹部群１３Ａを構成する凹部１３１Ａ，１３２Ａ，１３３Ａの各々の表面に形成されている導体膜を、それぞれ、地導体パターン４２１，４２２，４２３と称する。

【0041】

このように、本発明の一態様において、少なくとも信号線パターン２１と重なる領域に設けられた凹部は、１つの凹部１３であってもよいし、３つに分割された凹部群１３Ａであってもよい。また、凹部群１３Ａを構成する凹部の数は、３つに限定されず、適宜設定することができる。例えば、凹部群１３Ａは、レーザ加工機を用いて、レーザ光を石英ガラスに照射することにより石英ガラスを改質（レーザ改質）し、その改質された部分の石英ガラスをウェットエッチングによりエッチングすることにより形成することができる。この場合には、レーザ加工に用いるレーザ光のスキャン経路及びウェットエッチング時のエッチング時間に応じて各凹部の幅及び数を定めればよい。

【0042】

また、伝送線路１Ａにおいては、凹部１３１Ａ，１３２Ａ，１３３Ａの各々の端部であって、二導体線路３０側の端部は、主面１２を平面視した場合に、半円状になるように構成されている。これは、レーザ改質とウェットエッチングとを用いて凹部群１３Ａを形成しているためである。

【0043】

また、伝送線路１Ａにおいて、各凹部１３１Ａ，１３２Ａ，１３３Ａの側面であって、スルービア３１及びスルービア３２，３３に近接する側面は、スルービア３１と近接する部分（具体的には、凹部１３１Ａの端部における側面）がスルービア３２，３３と近接する部分（具体的には、凹部１３２Ａ，１３３Ａの端部における側面）よりも引っ込んでいる（ｘ軸負方向側に位置する）構成が採用されている。

【0044】

なお、伝送線路１Ａにおいては、伝送線路１と同様に、スルービア３１の両脇に、スルービア３１を挟み込むスルービア３２，３３を設けることによって二導体線路３０を構成している。ただし、スルービア３２，３３を設ける代わりに、凹部群１３Ａを構成する各凹部のうち凹部１３２Ａ，１３３Ａの長さをｘ軸正方向に向かって延伸し、スルービア３１と、凹部１３２Ａ，１３３Ａの側壁に設けられた地導体パターン４２Ａとにより二導体線路を構成することもできる。なお、この構成は、後述する伝送線路１Ｂにも適用することができる。

【0045】

〔第２の変形例〕
伝送線路１の第２の変形例であり、伝送線路１Ａの一変形例でもある伝送線路１Ｂについて、図５を参照して説明する。図５は、伝送線路１Ｂの底面図である。伝送線路１Ｂは、図４に示す伝送線路１Ａをベースにしている。なお、説明の便宜上、伝送線路１及び伝送線路１Ａにて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0046】

伝送線路１Ｂは、伝送線路１及び伝送線路１Ａと比較して、コプレナ線路４０の代わりに、入出力端子４０Ｂを採用している。本変形例では、入出力端子４０Ｂについて説明する。なお、伝送線路１Ｂが備えている基板１０Ｂは、伝送線路１が備えている基板１０と同様に、石英ガラス製の板状部材である。本変形例では、基板１０の主面１２に対応する主面を主面１２Ｂと称する。

【0047】

伝送線路１Ｂにおいては、主面１２Ｂを平面視した場合に、主面１２のうちスルービア３１を包含する領域に、信号端子として機能する導体パッチ４１Ｂが設けられている（図５参照）。導体パッチ４１Ｂは、地導体パターン４２とは離間している。導体パッチ４１Ｂは、図２の（ｃ）あるいは図４の（ｂ）に図示されている信号線パターン４１の長さを短く構成することによって得られる。

【0048】

このように、導体パッチ４１Ｂがスルービア３１を包含する領域にのみ設けられている場合であっても、パッドオンビアと呼ばれる技術を用いることにより、実装基板の一方の主面に設けられた入出力端子に、入出力端子４０Ｂを接続することができる。

【0049】

〔第３の変形例〕
伝送線路１の第３の変形例である伝送線路１Ｃについて、図６を参照して説明する。図６は、伝送線路１Ｃの底面図である。伝送線路１Ｃは、図１～図３に示す伝送線路１をベースにしている。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0050】

伝送線路１Ｃは、伝送線路１と比較して、スルービア３２，３３を省略したうえで、スルービア３１と凹部１３の側面１３２との距離Ｄ２を狭めている。伝送線路１において、二導体線路３０は、スルービア３１と、スルービア３２，３３と、を備えている。一方、伝送線路１Ｃにおいて、二導体線路３０Ｃは、スルービア３１と、地導体パターン４２を構成する一部の導体膜であって、凹部１３の側面１３２に設けられた導体膜と、を備えている。凹部１３の側面１３２に設けられた導体膜は、第２の地導体の一例である。

【0051】

以上のように、伝送線路１Ｃは、基板１０Ｃと、コプレナ線路２０と、二導体線路３０Ｃと、コプレナ線路４０と、を備えている。なお、伝送線路１Ｃが備えている基板１０Ｃは、伝送線路１が備えている基板１０と同様に、石英ガラス製の板状部材である。本変形例では、基板１０の主面１２に対応する主面を主面１２Ｃと称する。

【0052】

コプレナ線路２０は、基板１０Ｃに設けられている。コプレナ線路２０は、主面１２Ｃと逆側の主面（伝送線路１における主面１１に対応する主面）に設けられた信号線パターン２１と、信号線パターン２１を挟み込むコプレナパターン２２，２３（第１のコプレナパターンの一例）と、と、を備えている。

【0053】

伝送線路１Ｃにおいては、コプレナパターン２２，２３は、その長さが信号線パターン２１の長さと等しくなるように構成されている。すなわち、コプレナパターン２２，２３の先端は、信号線パターン２１と同じように、スルービア３１を通り越している。ただし、伝送線路１Ｃにおいて、コプレナパターン２２，２３の長さは、信号線パターン２１の長さよりも短くてもよい。この場合、コプレナパターン２２，２３の先端は、凹部１３の側面１３２よりもスルービア３１側に位置していることが好ましい。

【0054】

二導体線路３０Ｃは、基板１０Ｃに設けられている。二導体線路３０Ｃは、信号線パターン２１と導通し、且つ、主面１２Ｃと逆側の主面から主面１２Ｃまで貫通するスルービア３１と、第２の地導体と、を備えている。
凹部１３は、主面１２Ｃを平面視した場合に、主面１２Ｃのうち、少なくとも信号線パターン２１と重なる領域に設けられている。本変形例において、凹部１３は、主面１２Ｃを平面視した場合に、コプレナパターン２２，２３と重なる領域にも設けられている。

【0055】

伝送線路１Ｃにおいて、信号線パターン２１と、コプレナパターン２２，２３と、地導体パターン４２のうち、凹部１３の底面１３１に設けられた部分とで、グランデッドコプレナ線路を構成する。また、伝送線路１Ｃにおいて、地導体は、地導体パターン４２のうち、凹部１３の側面１３２に設けられた部分である。

【0056】

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【0057】

〔まとめ〕
本発明の第１の態様に係る伝送線路は、誘電体製の基板と、前記基板に設けられた第１のコプレナ線路であって、前記基板の一方の主面に設けられた第１の信号線パターンと、前記第１の信号線パターンを挟み込む第１のコプレナパターンと、を備えた第１のコプレナ線路と、前記基板に設けられた二導体線路であって、前記第１の信号線パターンと導通し、且つ、前記基板の前記一方の主面から他方の主面まで貫通する第１のスルービアと、地導体と、を備えた二導体線路と、を備えている。

【0058】

上記の構成によれば、基板の一対の主面間において高周波を伝送させるために、第１のスルービアと地導体とを備えた二導体線路を用いることができる。したがって、特許文献１のフィルタ装置が備えている入出力構造と比較して、反射損失を抑制することができる。

【0059】

また、本発明の第２の態様に係る伝送線路においては、上述した第１の態様に係る伝送線路の構成に加えて、前記基板の前記他方の主面のうち、少なくとも前記第１の信号線パターンと重なる領域には凹部が形成されており、前記基板の他方の主面及び前記凹部の表面に設けられ、且つ、前記第１の信号線パターンと対向する地導体パターンを更に備え、前記凹部の表面に設けられた前記地導体パターンは、前記第１のコプレナ線路とともにグランデッドコプレナ線路を構成し、前記地導体は、前記一方の主面から前記他方の主面まで貫通する１又は複数の第２のスルービアであって、前記第１のコプレナパターンと前記他方の主面に形成された前記地導体パターンとを短絡する１又は複数の第２のスルービアであり、前記第１のスルービアと、前記１又は複数の第２のスルービアとの最短距離は、前記第１のスルービアと、前記凹部との最短距離よりも短い、構成が採用されている。

【0060】

上記の構成によれば、二導体線路を設計するときに、第１のスルービアと第２のスルービアとの間に生じるキャパシタンスを主に考慮すればよい。第１のスルービアと凹部の表面に形成された地導体パターンとの間に生じ得るキャパシタンスは、第１のスルービアと第２のスルービアとの間に生じるキャパシタンスと比べて小さいためである。したがって、伝送線路を容易に設計することができる。

【0061】

また、本発明の第３の態様に係る伝送線路においては、上述した第２の態様に係る伝送線路の構成に加えて、前記第１のコプレナパターンと、前記地導体パターンのうち前記凹部の底面に設けられた部分とを短絡する一対の第３のスルービアであって、前記第１の信号線パターンを挟み込むように設けられた一対の第３のスルービアを更に備えている、構成が採用されている。

【0062】

本発明の一態様に係る伝送線路においては、第１の信号線パターンと第１のコプレナパターン及び地導体パターンとが並走するグランデッドコプレナ線路と、第１のスルービアと第２のスルービアとが並走する二導体線路との間に、第１の信号線パターンと、第１のコプレナパターンとが並走するコプレナ線路が介在する。上記の構成によれば、一対の第３のスルービアが地導体パターンと第１のコプレナパターンとを短絡することができるので、グランデッドコプレナ線路における導波モードと、コプレナ線路における導波モードとをスムーズに変換することができる。したがって、反射損失を更に抑制することができる。

【0063】

また、本発明の第４の態様に係る伝送線路においては、上述した第３の態様に係る伝送線路の構成に加えて、前記一対の第３のスルービアの各々は、それぞれ、平面視において、前記第１のコプレナパターンに包含される領域のうち前記第１の信号線パターンに近接する領域に設けられている、構成が採用されている。

【0064】

第１のコプレナ線路を高周波が伝搬する場合、高周波に起因する電流分布は、第１の信号線パターンと、第１のコプレナパターンとが対向し且つ近接するエッジ部分において高くなりやすい。上記の構成によれば、第１のコプレナパターンに包含される領域のうち、電流分布が高い領域である第１の信号線パターンに近接する領域において第１のコプレナパターンと地導体パターンとを短絡することができるので、第１のコプレナパターンにおける電流分布と、一対の第３のスルービアにおける電流分布とを近づけることができる。したがって、グランデッドコプレナ線路と第１のコプレナ線路との境界におけるインピーダンスの連続性を高めることができる。

【0065】

また、本発明の第５の態様に係る伝送線路においては、上述した第２の態様に係る伝送線路の構成に加えて、前記凹部は、平面視において、前記基板の前記他方の主面のうち、前記第１の信号線パターン及び前記第１のコプレナパターンと重なる領域に形成されており、前記１又は複数の第２のスルービアは、前記第１のスルービアを挟み込むように設けられた一対の第２のスルービアであり、前記第１のスルービアと前記凹部との最短距離と、前記一対の第２のスルービアと前記凹部との最短距離とは、異なっている、構成が採用されている。

【0066】

グランデッドコプレナ線路のインピーダンスと、二導体線路のインピーダンスとをできるだけ整合させる場合に、第４の態様のように一対の第２のスルービア同士の最短距離を調整してもよいし、本態様のように前記一対の第２のスルービアと前記凹部との最短距離を調整してもよい。上記の構成によれば、第４の態様の場合と同様に、グランデッドコプレナ線路と二導体線路とにおけるインピーダンス整合を高めることができ、結果として反射損失を抑制することができる。

【0067】

また、本発明の第６の態様に係る伝送線路においては、上述した第２の態様に係る伝送線路の構成に加えて、前記凹部は、平面視において、前記基板の前記他方の主面のうち、前記第１の信号線パターン及び前記第１のコプレナパターンと重なる領域に形成されており、前記１又は複数の第２のスルービアは、前記第１のスルービアを挟み込むように設けられた一対の第２のスルービアであり、前記凹部の側面であって、前記第１のスルービア及び前記一対の第２のスルービアに近接する側面は、前記第１のスルービアと近接する部分が前記一対の第２のスルービアと近接する部分よりも引っ込んでいる、構成が採用されている。

【0068】

上記の構成によれば、伝送線路の全長（第１の信号線パターンに沿った方向の長さ）を短くすることができる。

【0069】

また、本発明の第７の態様に係る伝送線路においては、上述した第２の態様に係る伝送線路の構成に加えて、前記基板の前記他方の主面のうち、少なくとも前記第１の信号線パターンと重なる領域には凹部が形成されており、前記地導体パターンが、前記凹部の表面に設けられ、前記地導体は、前記地導体パターンのうち、前記凹部の側面であって、前記第１のスルービアに近接する側面に設けられた部分である、構成が採用されている。

【0070】

上記の構成によれば、二導体線路を設計するときに、第１のスルービアと前記凹部の側面であって、前記第１のスルービアに近接する側面に設けられた部分との間に生じるキャパシタンスを主に考慮すればよい。したがって、伝送線路を容易に設計することができる。

【0071】

また、本発明の第８の態様に係る伝送線路においては、上述した第２の態様～第７の態様の何れか一態様に係る伝送線路の構成に加えて、平面視において、前記基板の前記他方の主面のうち、前記第１のスルービアを包含する領域には信号端子として機能する導体パッチであって、前記地導体パターンとは離間した導体パッチが設けられている、構成が採用されている。

【0072】

上記の構成によれば、実装基板に伝送線路を実装する場合に、他方の主面に、信号線が第１のスルービアと導通する二導体線路（例えばコプレナ線路）を更に設けなくてよい。したがって、伝送線路を構成する基板のサイズを小型化することができる。

【0073】

また、本発明の第９の態様に係る伝送線路においては、上述した第２の態様～第７の態様の何れか一態様に係る伝送線路の構成に加えて、前記他方の主面に設けられた第２のコプレナ線路であって、前記第１のスルービアと導通している第２の信号線パターン及び前記第２の信号線パターンを挟み込む第２のコプレナパターンを備えたコプレナ線路を更に備えている、構成が採用されている。

【0074】

上記の構成によれば、前記第１のスルービアと導通している第２の信号線パターンを他方の主面内において配線する場合に生じ得る反射損失を抑制することができる。

【0075】

また、本発明の第１０の態様に係る伝送線路においては、上述した第９の態様に係る伝送線路の構成に加えて、前記第２のコプレナ線路の前記第２の信号線パターンは、前記第１のコプレナ線路の前記第１の信号線パターンと略平行であり、且つ、前記第１のコプレナ線路の前記第１の信号線パターンから遠ざかる方向に延伸されており、前記第２のコプレナパターンは、前記第２のコプレナ線路の前記第２の信号線パターンを少なくとも３方から取り囲んでおり、前記第２のコプレナ線路の前記第２の信号線パターンと前記第２のコプレナパターンとの間隔は、前記第２のコプレナ線路の前記第２の信号線パターンの一方の端部であって、前記凹部側の端部において最も広い、構成が採用されている。

【0076】

上記の構成によれば、二導体線路と第２のコプレナ線路とにおけるインピーダンス整合を図りやすくなるので、反射損失を更に抑制しやすくなる。

【符号の説明】

【0077】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 伝送線路
１０，１０Ｂ，１０Ｃ 基板
１１ 主面（一方の主面）
１２，１２Ｂ，１２Ｃ 主面（他方の主面）
１３ 凹部
１３１ 底面
１３２ 側面
１３Ａ 凹部群
１３１Ａ，１３２Ａ，１３３Ａ 凹部
２０ コプレナ線路（一部がグランデッドコプレナ線路）
２１ 信号線パターン
２２，２３ コプレナパターン（第１のコプレナパターン）
３０ 二導体線路
３１ スルービア（第１のスルービア）
３２，３３ スルービア（第２のスルービア、第２の地導体の一例）
４０ コプレナ線路
４１ 信号線パターン
４２ 地導体パターン（第２のコプレナパターンを兼ねる）
４３，４４ スルービア（第３のスルービア）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】